Das hepatozelluläre Karzinom (HCC) ist weltweit eine der häufigsten Tumorerkrankungen. Im Hinblick darauf, dass kurative Therapien wie die Lebertransplantation, die Resektion und lokal ablative Verfahren nur im Anfangsstadium des HCC und nur für eine bestimmte Gruppe von Patienten möglich sind, ist es wichtig, neue Therapieansätze zu entwickeln, welche die Heilungschance und die Überlebensrate ...
Zusammenfassung (Deutsch)
Das hepatozelluläre Karzinom (HCC) ist weltweit eine der häufigsten Tumorerkrankungen. Im Hinblick darauf, dass kurative Therapien wie die Lebertransplantation, die Resektion und lokal ablative Verfahren nur im Anfangsstadium des HCC und nur für eine bestimmte Gruppe von Patienten möglich sind, ist es wichtig, neue Therapieansätze zu entwickeln, welche die Heilungschance und die Überlebensrate für Patienten mit HCC verbessern. Der Fokus der vorliegenden Arbeit richtet sich auf das Alpha-Fetoprotein (AFP), das im gesunden Lebergewebe eines Erwachsenen nur in geringen Mengen exprimiert wird, dessen Expression aber im tumorösen Gewebe stark verstärkt wird. Neben der daraus abgeleiteten Funktion als Tumormarker für das HCC, wirkt AFP auch als tumorförderndes Antigen. So kann sich eine gesteigerte AFP-Menge auf die Funktion antigenpräsentierender Zellen und natürlicher Killerzellen negativ auswirken. Diese Schwächung der Immunantwort kann dann zur verstärkten Onkogenese und verstärktem Tumorwachstum führen. Ein wichtiger Repressor von AFP ist das p53-Protein, das aber in über der Hälfte aller Tumore mutiert oder deletiert ist. Dadurch ist eine p53-vermittelte Repression der AFP-Expression nicht mehr möglich und AFP kann in malignen Zellen hochreguliert werden. Wenig untersucht hingegen sind die p53-Familienmitglieder TAp63, TAp73 und ihre dominant negatigen Isoformen in Bezug auf die Regulation der AFP-Expression.
Die genauen Zusammenhänge zwischen der p53-Familie und der AFP-Expression wurden daher in dieser Arbeit auf molekularer Ebene untersucht. Dazu wurden Hep3B-Zellen mit Plasmiden, die Gene der p53-Familie (p53, TAp63, TAp73, und ∆Np73) enthielten, transfiziert und analysiert. Dabei konnte gezeigt werden, dass die Transfektion mit p53, TAp63 und TAp73 zu einer Abnahme der AFP-Menge führte. ∆Np73 zeigte keinen suppressiven Effekt auf die AFP Proteinmenge; im Gegenteil ∆Np73 führte zu einer Induktion von AFP. Dies unterstreicht die onkogenen Eigenschaften der ∆N-Formen der p53 Familie in der Regulation von AFP im HCC. Darüber hinaus ergab eine Bindungsstellenanalyse, dass in der Promotorregion und innerhalb der Intronabschnitte des AFP-Gens Bindungsstellen für p53, TAp63 und TAp73 vorliegen.
Damit konnte durch diese Dissertation erstmals gezeigt werden, dass
p63 ein hier erstmals beschriebener Repressor des AFP-Gens ist und somit die Funktion von p53 und TAp73 in der AFP-Regulation unterstützt
∆Np73 aktivierende Eigenschaften in Bezug auf die AFP-Transkription besitzt und sich somit antagonistisch zu p73 verhält,
∆Np73 aktivierend auf die AFP Expression wirkt, was wiederum die Onkogenität der trunkierten Isoformen der p53 Familie im HCC unterstreicht
in Intron 1-4 des AFP-Gens Bindungsstellen für p53 Familienmitglieder lokalisiert sind
sowohl der AFP-Promotor als auch Intron 1-4 des AFP-Gens Bindungsstellen für TAp63 aufweisen.
Gerade im Hinblick auf AFP als onkogenes Protein werden durch diese Ergebnisse Grundlagen für die Entwicklung möglicher neuer Therapieoptionen für das HCC gelegt.
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
Hepatocellular carcinoma (HCC) is one of the most common tumor diseases worldwide. Curative therapies such as liver transplantation, resection and local ablative procedures are only suitable in early stages of HCC and limited to a specific subgroup of patients. Thus, it is of major importance to develop new therapeutic strategies to improve treatment and survival of HCC patients.
The presented ...
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
Hepatocellular carcinoma (HCC) is one of the most common tumor diseases worldwide. Curative therapies such as liver transplantation, resection and local ablative procedures are only suitable in early stages of HCC and limited to a specific subgroup of patients. Thus, it is of major importance to develop new therapeutic strategies to improve treatment and survival of HCC patients.
The presented work concentrates on the alpha-fetoprotein (AFP). Immediately after birth AFP levels decline and remain low throughout adulthood. However, transformed hepatocytes can regain the ability to synthesize AFP. AFP is not only the most important and most accepted serum biomarker in HCC management, it also acts as a tumor promoting antigen. Increased levels of AFP induce uncontrolled proliferation and can negatively affect the function of antigen-presenting cells and natural killer cells further leading to increased oncogenesis and tumor growth. Thus, making AFP to an interesting target for HCC therapy.
The p53 protein, which is mutated or deleted in more than 50% of all tumors, is an essential repressor of AFP expression. Therefore, deletion or loss of function of p53 results in upregulation of AFP in malignant cells. Of note, less is known about the p53 family members TAp63, TAp73 and their dominant-negative isoforms in the context of suppression of AFP expression. Thus, the main task of my work was to analyze the impact of the entire p53 family on AFP expression:
Hep3B cells were transfected with expression plasmids containing genes of the p53 family (p53, TAp63, TAp73, and ∆Np73). Transfection with p53, TAp63, and TAp73 resulted in a decrease in the amount of AFP transcription and protein level. In contrast, ∆Np73 showed no repressive effect on AFP protein level, it rather led to an induction of AFP. This underlines the oncogenic properties of the ∆N isoforms of the p53 family. Furthermore, in silico analysis of the AFP gene revealed the presence of novel putative binding sites for p53, TAp63 and TAp73 within the intronic regions of the AFP gene.
Thus, this thesis demonstrated for the first time that:
(1) p63 is a repressor of the AFP gene, and supports the function of p53 and TAp73 in AFP repression
(2) ∆Np73 has activating properties on AFP transcription and, therefore, works antagonistically to p53, p63 and p73
(3) ∆Np73 induces AFP expression, which underscores the oncogenicity of truncated isoforms of the p53 family in HCC
(4) novel binding sites for p53 family members are localized in intron 1-4 of the AFP gene
(5) both the AFP promoter and intronic sequences of the AFP gene show binding sites for TAp63
Considering AFP as an oncogenic protein that facilitates tumor development and growth, these results are of clinical relevance for the development of new therapeutic options to treat HCC.
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